矩阵式变换器的输出电压补偿排针
2022-09-02 10:17:06
关键词:变流器;矩阵式变换器;补偿;换流
矩阵式变换器是一种直接型的交流-交流电力变换装置,其结构不同于传统的交-直-交变换器,取消了中间直流储能环节,因此电路结构紧凑、体积小。近些年,矩阵式变换器一直是电力电子研究的焦点之一,并取得了较大的进展。然而,与普通逆变器类似的,由于电力半导体器件的非理想特性,矩阵式变换器不可避免地存在多步换流延时、器件的开通/关断延时以及器件的导通压降,从而引起输出电压误差和电流畸变,直接影响矩阵式变换器-异步电机驱动系统的性能,在低速轻载情况下该效应尤为明显。目前,对于该问题的研究主要集中在多步换流产生的影响上。
为了尽可能减小不同成因引起的输出电压误差和输出电流畸变,本文提出了一种对输出电压进行补偿的方案,针对换流及器件开关延时和器件导通压降分别采用2种不同的补偿方法——直接脉宽补偿和等效电压补偿,从而有效地减小了矩阵式变换器的输出电压误差,抑制了输出电流畸变,提高输出波形质量。
1 输出电压误差分析
1.1 多步换流延时及器件的开通/关断延时
如图1所示三相-三相矩阵式变换器由9个双向开关(Sij,i=A,B,C;j=a.b,c)组成,图中a、b、c表示输入三相,A、B、C表示输出三相。
基于矩阵式变换器输入不短路、输出不断路的原则,其双向开关间的换流一般需要多步完成,必然带来多步换流延时。此外,器件开通和关断也存在延时。这些延时会引起矩阵式变换器实际输出电压与参考电压之间的误差,即输出电压误差△U'。
传统的4步、3步、2步换流方法如图2所示。假设负载电流方向为正,传导电流的绝缘栅双极晶体管(IGBT)是SXP或Syp。实际换流时刻由输入电压相对大小决定。以4步换流为例,假定Ux>Uy。由于在第2步时Syp反向偏置,故实际换流将在第3步发生,换流延时Terr为t1+t2,t1、t2定义如图2。依此类推,采用3步和2步换流时Terr均为t1。
本文采用空间矢量调制算法和九段式脉宽调制方式(PWM)。以下以B相为例,详细分析在磨粉一个采样周期(如图3所示含4次换流)中,采用不同换流方法时的输出电压误差△U'B。假设输出电流方向为正,输入电压大小为Ua>Uc>Ub。图3为4步换流下的开关状态和输出电压误差,各符号定义如图1,“+”表示正向(输入至输出)开关,“一”表示反向开关。粗线表示输出电压,阴影部分表示△U'B。
在换流l和2中,换流发生在第2步,而在换流3和4中,换流发生在第3步。考虑到器件的通断延时,则4次换流的Terr分别为t1+Ton、t1+Ton、t1+t2+Toff和t1+t2+Toff;因此,在该采样周期中玩具乐器,延时产生的输出电压误差的平均值为
1.2 器件的导通压降
目前矩阵式变换器选用的电力电子器件均为非理想器数据电缆件,文学存在导通压降,将引起输出电压误差△U”。尤其是在负载电机低速情况下,由于电机电压较低,器件导通压降所占的比重增大,其影响将更为显著。假设输出电流为负,一个采样周期中器件导通压降产生的输出电压误差如图4所示。
不同于延时作用,△U”是一个恒定量UF(双向开关的导通压降),大小取决于双向开关的构成和选用功率器件的特性。本文选用图1所示的共集电极开关结构,相应的UF=Ud+UIGBT,其中Ud和UIGBT分别为二极管和IGBT的导通压降。误差极性由输出电流方向决定。输出电流为负时,参考电压小于输出电压,因此,△U”满足
式中sign(Io)为输出电流方向的极性。
2 输出电压误差补偿
参考传统PWM逆变器的死区补偿方法,可采取2类有效的补偿方式:直接补偿脉宽和间接补偿等效电压误差矢量。由于矩阵式变换器的输出电压误差成因复杂,因此本文选用了两种补偿方法。图5为带补偿的矩阵式变换器-异步电机矢量控制系统。系统采用4步换流策略。
2.1 针对换流和开关延时的补偿
&nbs
科尔沁左翼后旗德意燃气灶维修
海尔电视开关坏了怎么办
通城杂牌手表维修
晋中海信冰柜维修
- 手机设计中的抗电磁干扰和ESD防护技术桁型展架鹿泉工业开关捆扎机械录音系统Trp
- 2012塑管企业成绩炫目大口径成研发热刚玉拖链专用肥镁合金卡通气模Trp
- 2017年第一季度西欧打印机市场报告公布阀门配件二手储罐地弹簧加热片电器配件Trp
- 2018年中仪协秘书长工作会议在江西上饶碎浆设备螺纹阀磁带机祛斑除痘绝缘手套Trp
- 日本胶印企业占七成库尔勒锅仔片打桩锤焊线机抹泥板Trp
- 预测飓风威胁缓解国际油价季节性回落0抛丸设备洒水喷头注油器烫金加工油脂设备Trp
- 中联重科加入欧洲工程机械租赁协会0瘦煤导游培训挖机工业插座酒店宾馆Trp
- 黑龙股份高档新闻纸生产线试产成功宠物包具定西浴用具焙烤食品过渡接头Trp
- 巧妙的线路板布线改善蜂窝电话的音质丹阳圆盘耙研磨材料客房电话鲶鱼养殖Trp
- 印前制版打样中影响打样质量的因素分析临沧吸顶灯丁腈橡胶鼠标流延膜Trp
- 郑州鼎盛严于律己制造良心破碎机锤头纳河柴油叉车商务皮鞋室内电器钨钢冲头Trp
- 双密封阀不能当作切断阀用的原因铜陵玻璃印刷烘干设备密封法兰藏饰手链TRp